Линия для получения агломерированных молочных продуктов

 

Использование: получение сухого моло.- ка и подобных продуктов в пищевой, микробиологической и смежных отраслях промышленности. Сущность изобретения: линия содержит емкость 1 исходного мрлочного продукта, охладитель 2 воздуха, теплообменник 3 предварительного обогрева молока, рекуператор 29, скруббер 5. зыпарную установку 6, распылительную сушилку 7, циклон 8, калорифер 32. вентиляторы, гранулятор 34 и охладитель 21 гранул, замкнутые по тракту теплоносителя. Гранулятор 34 имеет форсунки 19 для распыления молочного продукта, соединенные по тракту молока с выходом выпарной установки 6, газораспределительное устройство гранулятора имеет зоны с большим и меньшим живым сечением, при этом отношение больших живых сечений к меньшим равно 3,5- 4,0, а зоны большего живого сечения расположены под форсунками 19. Выгрузной патрубок циклона также соединен с форсункой 19. 2 ил., 1 табл. сл с VJ 4 vi О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s А 23 С.1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828325/13 (22) 23.05.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) Н.М,Страшнов, С.Б.Коновалов, Н.С. Ф ролов и Ю.Б. Сучков (53) 637.132(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 736935, кл. А 23 С 1/04. 1978, Авторское свидетельство СССР

М 1331474, кл. А 23 С 1/04, 1985. (54) ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АГЛОМЕРИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ (57) Использование: получение сухого моло.ка и подобных продуктов в пищевой, микробиологической и смежных отраслях и ромышленности. Сущность изобретения:

„„SU „„1741716А1 линия содержит емкость 1 исходного молочного продукта, охладитель 2 воздуха, теплообменник 3 предварительного обогрева молока, рекуператор 29, скруббер 5, выпарную установку 6, распылительную сушилку

7, циклон 8, калорифер 32, вентиляторы, гранулятор 34 и охладитель 21 гранул, замкнутые по тракту теплоносителя. Гранулятор 34 имеет форсунки 19 для распыления молочного продукта, соединенные по тракту молока с выходом выпарной установки 6, газораспределительное устройство гранулятора имеет зоны с большим и меньшим живым сечением, при этом отношение больших живых сечений к меньшим равно 3,54,0, а зоны большего живого сечения расположены под форсунками 19. Выгруз. ной патрубок циклона также соединен с форсункой 19. 2 ил., 1 табл.

1741716

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в медицинской, пищевой, микробиологической и смежных с ними отраслях промышленности, в которых используют финишные установки для осуществления стадий сушки, грануляции и охлаждения продукта, очистки отработанного теплоагента, рекуперации и многократного использования теплоагента, Известна установка для производства сухого быстрорастворимого молока, состоящая из сушилки, устройств для агломерации, досушки и охлаждения с газораспределительными решетками и соединенные между собой переточными каналами, циклонов и системы возврата циклонной фракции, причем устройство для агломерации оборудовано форсунками, К недостаткам этой установки относятся большой пылеунос с отходящим теплоносителем и пыление продукта при наличии неплотностей в системе возврата циклонной фракции, поскольку транспортирование продукта производится под давлением.

Одновременно с транспортированием происходит частичное охлаждение циклонной фракции и требуется дополнительное тепло на ее нагрев в устройстве алгомерации, Помимо этого, в соединительном канале между устройствами для агломерации и досушки может происходить налипание агломерированных частиц на стенки канала. так как увлажненные агломерированные молочные продукты склонны к адгезии, что затрудняет эксплуатацию установки. Полученный агломерированный молочный продукт имеет широкий фракционный состав и рыхлую структуру, что снижает его качество, Известна линия для производства сухоro обезжиренного молока, включающая установленные по ходу технологического процесса емкость для исходного продукта, .теплообменник предварительного подогрева продукта, скруббер, выпарную установку, сушилку, циклон, рекуператор, калорифер. нэгнетательный и вытяжной вентиляторы.

Недостатком этой линии является то, что отработанный и осушенный в рекуператоре теплоагент, обладающий достаточно большой теплотворной способностью, сб расы вается в атмосферу. Сухой молочн ы и продукт имеет низкую насыпную плотность и рыхлую структуру, так как обрабатывается в жестком термическом режиме теплоагенхопе малой начальной влажности, имеет мелкодисперсный состав и, как следствие, пылит при фасовке и упаковке, слеживается при хранении, при этом также увеличивается нагрузка на пылеулавливающее оборудование.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса за счет более полного использования тепловой, энергии, улучшение качества готового продукта и ликвидация пылеуноса.

Поставленная цель достигается тем, что линия для получения агломерированных молочных продуктов, включающая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой молочными и га- . зовыми трактами емкость исходного молочного продукта, теплообменник предварительного подогрева молочного продукта, рекуператор. скруббер, выпарную установку, распылительную сушилку, циклон, калорифер, нагнетательный и вытяжной вентиляторы, снабжена гранулятором и охлэдителем гранул, представляющими собой аппарат кипящего слоя, охладителем воздуха, установленным на молОчном тракте между емкостью исходного молочного продукта и теплообменником, рекуператор по газовому тракту связан с входом теплообменника и с выходами охладителя воздуха и калорифера, гранулятор и охладитель гранул установлены последовательно на молочном тракте после распылительной сушилки, а па газовому тракту связаны своими входами с выходами охладителя воздуха и калорифера, а выходами — с входным патрубком циклона, гранулятор снабжен форсунками, соединенными посредством трубопровода с пылеотводящим патрубком циклона и молочным трак-. том после выпарной установки, а газораспределител ьнэя решетка гранулятора имеет эоны с большим и меньшим живым сечением, при этом отношение больших живых сечений к меньшим равно 3,5 — 4,0 и зоны большего живого сечения расположены под форсунками.

На фиг,1 схематично изображена линия для получения агломерированных молочных продуктов; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1, Линия содержит установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой емкость ) для исходного молочного продукта, охладитель 2 воздуха и теплообменник 3 предварительного подо55

50 гревэ продукта с патрубком 4 для отвода конденсата, скруббер 5, выпарную установку 6, сушилку 7, циклон 8 с выгрузным патрубком 9, патрубок 10 для загрузки сухого молочного продукта в гранулятор 11, который состоит из газовой 12 и рабочей 13 камер, разделенных газораспределительной решеткой 14 с зонами большего 15 и меньшего 16живого сечения, штуцеров под1741716 вода 17 и отвода 18 воздуха, форсунок.19 и мого с выхода газового тракта охладителя 2 переточного устройства 20, охладитель 21 воздуха, приводится в псевдоожиженное

2 гранул, состоящий из газовой 22 и рабочей . состояние. В верхней части рабочей камер ме ы

3 камер, разделенных газораспредели- 13 гранулятора 11 расположены форсунки тельной решеткой 24 постоянного живого 5 19 и выгрузной патрубок 9 циклона 8, Через сечения, штуцеров подвода 25 и отвода 26 выгрузной патрубок 9 в гранулятор 11 подавоздуха, патрубка 27 выгрузки агломера- ется уловленный в циклоне 8 порошок мотов молочного продукта, вытяжной венти- лочного продукта, а форсунки pacnûëèâàþò лятор 2, рекуператор 29 с патрубком 30 для на. капли сгущенный молочный продукт из отвода конденсата, нагнетающий вентиля- 10 выпарной установки 6, подаваемый по трутор 31, калорифер 32, трубопроводы подачи бопроводу 36. Капли сгущенного молочного воздуха в сушилку 33 и гранулятор 34, тру- продукта, встречаясь с частицами порошка бопроводы подачи молочного продукта в су- молочного продукта, образуют агломераты, шилку 35 и гранулятор 36. Вход газового которые обрабатываются в зоне большего тракта охладителя 2 воздуха, расположен- 15 живого сечения 15,газораспределительной ного между емкостью 1 для исходного мо- решетки 14, где удаляется в основном поверлочного продукта и теплообменников 3 хностно-связанная влага в режиме активного предварительного подогрева продукта, сое- перемешивания, Сформировавшиеся аглодинен с выходом рекуперэтора 29 после мераты выносятся в зону16 меньшего живентилятора 31, э его выход — со штуцерами 20 ного сечения нэ досушиван е, — и, а частицы и 5 подвода воздуха в гранулятор 11 и порошка циркулируют в зоне 15 большего охладитель 21 гранул соответственно. Вход живого сечения до встречи с каплями сгугазового тракта теплообменника 3 предва- щенного молочного продукта и образования рительного подогрева продукта связан с вы- агломератов. Отработанный воздух очищэходным патрубком воздуха скруббера 5, а 25 ется в циклоне 8, Агломерированный сухой выход гэзовоготракта теплообменникаЗсо- молочный продукт по переточному устрой.единен трубопроводом с входом в газовый ству 20 поступает в рабочую камеру 23 охлатракт рекуператора 29. дителя 21

Линия работает следующим образом. газораспределительную решетку 24 постоОхлажденный молочный продукт из ем- 30 янного живого сечения, где приводится в кости 1 подается B нагреваемую сторону псевдоожиженное состояниесмесью воздуохладителя 2 воздуха, подогревается за счет ха, поступающего с выхода газового тракта тепла воздуха из рекуператора 29; Далее охлэдителя 2 воздуха и с выхода калорифера молочный продукт подается в нагреваемую 32 по трубопроводу 34 через штуцер 25 в сторону теплообменника 3, где нагревается 35 газовую камеру 22. Охлажденный агломериза счет тепла отработанного теплоносителя, ровэнный молочный продукт выводится из . агретый таким образом молочный продукт охладителя 21 гранул по пат бк 27. От апо ается на д распыливаниевскруббер5;где ботанный воздух из охладителя 21 гранул распыленный молочный продукт контакти- отводится через шт ер 26 и очи уц р и очищается в рует с воздухом. отходящим из сушилки 7, 40 циклоне 8. Вытяжным вентилятором 28 отгранулятора l1 и охладителя 21 гранул, от- работанный воздух из сушилки 7, грэнулятодает ему часть своей влаги, коалесцируется ра 11 и охладителя 21 гранул подается в с мелкими частицами молочного продукта, скруббер 5, где он дополнительно очищаетприсутствующими в воздухе, и, таким обра- ся и охлаждается, вступая в контакт с орозом, подсушивается. Из скруббера 5 молоч-, 45 шающим скруббер 5 молочным продуктом ный продукт подается в выпарную из жидкостного канала теплообменника 3 установку 6. Сгущенное молоко из выпар- предварительного подогрева продукта. Понойустановкибпотрубопроводу35подает- сле скруббера 5 воздух направляется на ся всушилку7, где распыливэется на капли, вход газового тракта теплообменника 3 которые встречаются с горячим воздухом, предварительного подогрева продукта и охпоступэющим из калорифера 32 по трубоп- 50 лаждается, после достижения воздуха темроводу ЗЗ, отдают ему влагу, и образуется пературы точки росы даль несшее порошок молочного продукта. охлаждение сопровождается конденсацией

Отработанный воздух очищается в цик- влаги, которая отводится по патрубку 4. С лоне, Порошок молочного продукта по выхода газового тракта теплообменника 3 патрубку 10 подается в рабочую камеру 13 55 воздух подается на вход в газовый тракт гранулятора 11 на газораспределительную рекуператорэ 29, где происходит дальнейрешетку 14, где под действием смеси горя- шее охлаждение воздуха и его осушение. чего воздуха, поступающего из калорифера конденсат отводится nonaò бк 30. Нэ вы32 по тр боп ово 34 и в у р в ду, и воздуха, подавае- ходе из рекуперэтора 29 после нагнетающетру ку . э вы174171 б

10

20

55 го вентилятора 31 воздух делится на два потока, один из которых подается на вход газового тракта охладителя 2 воздуха, а другой — в калорифер 32, где нагревается тепловым агентом до нужной температуры.

Последовательное расположение циклона, скруббера, теплообменника предварительного подогрева продукта, рекуператора, калорифера, охладителя воздуха..сушилки, гранулятора и их соединение трубопроводами позволяет экономить тепловую энергию за счет вторичного использования тепла, а также ликвидировать пылеунос, поскольку не происходит выброса отработанного воздуха в атмосферу.

В рекуператоре производится осушение и охлаждение отработанного в сушилке, грануляторе и охладителе гранул воздуха.

При этом воздух охлаждается до влажности и температуры большей, чем влажность и температура атмосферного воздуха, Использование в сушилке и грануляторе нагретого в калорифере воздуха с повышенной влажностью способствует смягчению режима термической обработки сгущенного молочного продукта. Этот фактор обеспечивает равномерную, без трещин и раздувания, структуру сухого молочного продукта и его монолитность.

Зоны большего живого сечения образованы на газораспределительной решетке гранулятора отверстиями одного размера с зонами меньшего живого сечения, но с различным шагом перфорации. Струйные течения, образованные зонами большего живого сечения, имеют при одной и той же скорости истечения из отверстий перфорации в зонах меньшего живого сечения большую энергонасыщенность, благодаря чему они не расширяются, не образуют каналов в слое порошка и представляют собой устойчивые фонтаны, подобные плоским струям. Причем маскимальная высота факела, образованного такими струйными течениями, практически не зависит от ширины этой эоны, что позволяет избежать проскок через слой воздуха, расширить диапазон его скоростей и увеличить расход воздуха без нарушения режима струйных течений.

Установка форсунок в грануляторе над зонами большего живого сечения приводит к существенной интенсификации процесса сушки-гранулирования, так как наиболее влажные частицы слоя контактируют с нагретым воздухом, обладающим наибольшей кинетической энергией, что ускоряет теплои массообмен, позволяет подавать в зоны меньшего живого сечения уже подсушенный продукт, вероятность агломерации которого понижена. Кроме того, над зонами большего живого сечения производится селективный выброс мелких частиц в надслоевое пространство рабочей камеры. Мелкие частицы в надслоевом пространстве захватываются каплями сгущенного молочного продукта и возвращаются в слой, поскольку скорость витания смоченных частиц выше, чем сухих. Таким образом, установка форсунок над зонами большего живого сечения устраняет выброс частиц с отработанным воздухом из гранулятора,, так как в зоне меньшего живого сечения досушиваются агломераты достаточно крупных размеров и вынос их из слоя затруднен.

Площадь зон большего живого сечения выбирается из условия перекрытия слоя частиц над этими зонами факелами распыливания форсунок.

С целью определения оптимального соотношения большего и меньшего живого сечений проведена серия экспериментов по агломерированию порошка сухого обезжиренного молока на установке прямоугольного сечения 300 х 160 мм и высотой рабочей камеры 250 мм с форсункой, установленной на оси симметрии гранулятора и cMeHHblми газораспределительными решетками, В ходе экспериментов по агломерированию сухого обезжиренного молока поддерживаются следующие технологические параметры: высота неподвижного слоя частиц порошка, полученного в распылительной сушилке с влажностью 7"-,ь,.составляет

50 мм: температура воздуха, подаваемого под газораспределительную решетку, 150—

155 С.

Опытные данные приведены в таблице, Во всех опытах унос продукта с отработанным воздухом составляет 3-4/, при установке форсунки над зонами большего живого сечения, Таким образом, оптимальным является отношение большего к меньшему живому сечению, равное 3.5-4,0.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в экономии тепловой энергии, улучшении качества продукта и ликвидация пылеуноса благодаря более полному использованию тепловой энергии, созданию мягкого режима термической обработки молочного продукта, использованию газораспределительной решетки с зонами большего живого сечения и установке над ними форсунок, а также последовательному располо>кению аппаратов линии для получения агломерированных молочных продуктов.

1741716

Характеристика слоя

Гранунометрический состав, % по крупной. средней и. мелкой фракиян

Отношение большего к меньшему живому сечению

Производительность по сгущенному молоку, кг/ч

Температура воздуха на выходе из гранулятора. С

64-68

46:48;6

5,3-5,4

0,5

26:65:9

55-57

5.35-5.5

2,0

3.0

22:69;9

53-56

5,5-5,6

52-54

14;74:12

5,65-5,7

3,5

18:72:10

4.0

53-58. 5,67-5,72

42:40:18

61-64

5,7-5,75

4.5

Формула изобретения

Линия для получения агломерированных молочных продуктов, включающая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой молоч- 5 ными и газовыми трактами емкость исход-. ного молочного продукта, теплообменник предварительного подогрева молочного продукта, рекуператор, скруббер. выпарную установку, распылительную сушилку, 10 циклон, калорифер, нагнетательный и вытяжной вентиляторы, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет более полного использования тепловой энергии, повышения эконо- 15 мичности и улучшения качества готового продукта, она снабжена гранулятором и ох ладителем гранул, представляющими собой аппараты кипящего слоя; охладителем воздуха, установленным на молочном тракте 20 между емкостью исходного молочного продукта и теплообменником, рекуператор по газовому тракту связан с выходом теплообменника и с входами I охладителя воздуха M калорифера, гранулятор и охладитель гра-. нул установлены последовательно на молочном тракте после распылительной сушилки, а по газовому тракту связаны своими входами с выходами охладителя воздуха и калорифера, с выходами — с входным патрубком циклона, гранулятор снабжен форсунками, соединенными посредством трубопроводов с пылеотводящим, патрубком циклона и молочным трактом после выпарной установки, а газораспределительная решетка гранулятора имеет зоны с большим и меньшим живым сечениями, при этом отношение больших живых сечений к меньшим равно

3.5 — 4,0 и эоны большего живого сечения расположены под форсунками.

Наблюдается устойчивое псевдоожижение слоя, процесс агломерирования проте, кает устойчиво.

Над зонами большего живого сечения образуются холмы, появляется неустойчивое течение в этих зонах, возможно уплотнение слоя за счет пульсаций воздуха.

Наблюдается над зонами большего живого сечения схлопывание газовых пузырей.

Над зонами большего живого сечения наблюдается устойчивое струйное течение.

Незначительно возрастает максимальная высота выброса частиц иэ слоя.

Имеет место подгор -.ние сухого агломерированного молочного продукта, наблюдается проскок воздуха через каналообразование слоя.

1741716

А — А

4Dgyg

Составитель Н.Страшнов

Техред M,Ìoðlåíòàë

Редактор А.Козориз

Корректор Л.бескид

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2231 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5